4.1.1.Sơ lược hệ thống tổ chức phũng chữa chỏy ở Việt Nam.
- Quỏ trỡnh chỏy cú vai trũ to lớn trong sản xuất cụng nghiệp, đời sống và quốc phũng.
- Quỏ trỡnh chỏy được sử dụng rộng rói trong cỏc nghành cụng nghiệp khỏc nhau. Cú thể núi rằng cỏc quỏ trỡnh sản xuất hiện nay đều tiến hành ở nhiệt độ cao từ vài trăm độ đến hàng nghỡn độ. Để đạt được nhiệt độ đú người ta phải dựng một loại chất đốt nào đú, phổ biến nhất là than, củi, cỏc sản phẩm dầu mỏ và khớ tự nhiờn. Quỏ trỡnh chỏy cũn được sử dụng rộng rói trong cụng nghiệp vũ trụ, hàng khụng, quốc phũng, giao thụng vận tải…Trong sinh hoạt quỏ trỡnh chỏy phục vụ cho đun nấu.
- Quỏ trỡnh chỏy đem lại hiệu quả to lớn cho cỏc nghành kinh tế, tuy nhiờn nếu khụng kiểm soỏt nú sẽ gõy hậu quả nghiờm trọng về người và tài sản.
- Đặc điểm của sản xuất cụng nghiệp trong thế kỷ 20 là cơ khớ hoỏ, tự động hoỏ và liờn hiệp hoỏ rất cao. Những đặc điểm này đem lại hiệu quả kinh tế lớn do giỏ thành thấp nhưng chất lượng sản phẩm cao.
- Hiện nay giỏ trị của cỏc Nhà mỏy cú thể lờn đến hàng nghàn tỷ đồng, nếu chỏy nổ xẩy ra thỡ thiệt hại kinh tế và con người rất nghiờm trọng. Những vụ chỏy nổ xẩy ra ở cỏc hầm mỏ, đường ống dẫn khớ, dầu gõy ra tổn thất và ụ nhiệm mụi trường
- Do quỏ trỡnh chỏy được sử dụng quỏ rộng rói trong cụng nghiệp, đời sống quốc phũng, giao thụng vận tải…nờn nguy cơ chỏy nổ là mối đe doạ thường xuyờn đối với mừi đối tượng sử dụng nú. Phũng chống chỏy nổ là vấn đề thật sự cấp bỏch đối với mọi quốc gia mọi nghành, mọi doanh nghiệp, mọi gia đỡnh và mọi người.
4.1.2. Những vấn đề cơ bản về chỏy nổ.
4.1.2.1 Khỏi niệm.
1. Định nghĩa quỏ trỡnh chỏy.
Theo quan điểm cổ điển thỡ quỏ trỡnh chỏy là phản ứng hoỏ học kốm theo hiện tựong toả nhiệt lớn và phỏt sỏng cú khi sinh ra tiếng nổ. Quỏ trỡnh chỏy thực chất cú thể coi là quỏ trỡnh ụxy hoỏ khử, cỏc chất chỏy đúng vai trũ là chất khử, cũn chất ụxy hoỏ tuỳ phản ứng cú thể rất khỏc nhau.
Theo quan điểm hiện đại quỏ trỡnh chỏy là quỏ trỡnh hoỏ ký rất phức tạp, trong đú xảy ra cỏc phản ứng hoỏ học và kốm theo hiện tượng toả nhiệt và phỏt sỏng. 4.1.2.2 Lý thuyết về sự chỏy.
Sự chỏy là quỏ trỡnh hoỏ lý phức tạp vỡ rằng phản ứng hoỏ hoạc của quỏ trỡnh chỏy chỉ cú thể xẩy ra trong điều kiện vật lý nhất định. Như vậy quỏ trỡnh chỏy gồm hai quỏ trỡnh cơ bản. Quỏ trỡnh hoỏ học ở đõy chớnh là phản ứng hoỏ học giữa chất chỏy và chất ụxy hoỏ và quy luật của chỳng tuõn theo quy luật chung của phản ứng. Quỏ trỡnh vật lý ở đõy gồm hai quỏ trỡnh là quỏ trỡnh khuyếch tỏn khớ (khuyếch tỏn ụxy từ khụng khớ vào phản ứng chỏy và khuyếch tỏn sản phẩm chỏy từ vựng đang chỏy ra ngoài) và quỏ trỡnh truyền nhiệt của vựng đang chỏy ra ngoài
- Trong thực tế cỏc quỏ trỡnh chỏy xẩy ra ở nhiệt độ khỏ cao từ vài trăm đến hàng nghàn độ nờn khi đú tốc đọ phản ứng hoỏ học là rất lớn, cũn tốc độ khuyếch tỏn khớ và truyền nhiệt nhỏ hơn nhiều, khi đú tốc độ quỏ trỡnh chỏy đựoc xỏc định bằng tốc độ khuyếch tỏn khớ và truyền nhiệt.
- Cỏc lý thuyết về sự chỏy trờn đõy cú ứng dụng rất thực tế trong kỹ thuật phũng chống chỏy nổ. Chẳng hạn đang cú đỏm chỏy một loại vật liệu hữu cơ trong khụng khớ như than hay xăng dàu. Muốn hạn tốc độ quỏ trỡnh chỏy để tiến tới dập tắt hoàn toàn đỏm chỏy ta cú thể sử dụng hoặc hạn chế cấp khụng khớ vào
cỏc phản ứng chỏy bằng cỏc biện phỏp khỏc nhau, hoặc tỡm cỏch giải toả nhanh nhiệt lượng từ vựng chỏy ra mụi trường xung quanh, hoặc tốt hơn cả là tiến hành đồng thời cả hai phương ỏn trờn.
4.1.2.3 Điều kiện và hỡnh thức chỏy. a. Điều kiện chỏy
Để quỏ trỡnh chỏy xuất hiện và phỏt triển được cần cú cỏc yếu tố là: chất chỏy, chất ụxy hoỏ, chất mồi chỏy (nguồn nhiệt).
Than, củi, xăng, dầu… để trong khụng khớ sẽ khụng chỏy được nếu khụng cú mồi bắt chỏy. Một đỏm chỏy đang diễn ra nếu ta phun khớ trơ hay khớ cỏcbonớc vào làm cho nồng độ của của khụng khớ giảm và đỏm chỏy sẽ ngừng hoặc phun bột vào đỏm chỏy chất lỏng để hạn chế sự bay hơi và nồng độ chất chỏy quỏ loóng, đỏm chỏy sẽ bị dập tắt.
Chất chỏy trong thực tế rất phong phỳ cú thể ở dạng rắn, lỏng hoặc khớ. Bản chất và trạng thỏi của chất chỏy ảnh hưởng lớn đến tốc độ chỏy. Nếu chất chỏy ở trạng thỏi rắn và ở dạng bột thỡ bề mặt riờng của nú lớn nờn tốc độ chỏy tăng. Nếu chất chỏy ở dạng lỏng thỡ điều kiện tiếp xỳc với chất ụxy hoỏ thuận lợi hơn nờn quỏ trỡnh chỏy dễ xẩy ra với tốc độ lớn. Nếu chất chỏy và chất ụxy húa đều ở trạng thỏi khớ thỡ sự trộn lẫn giữa chỳng rất thuận lợi, tốc độ chỏy sẽ rất cao.
Chất ụxy hoỏ rất đa dạng cú thể ở trạng thỏi rắn, lỏng hoặc khớ như ụxy nguyờn chất, khụng khớ, clo, fluo, lưu huỳnh, cỏc hợp chất chứa ụxy khi bị nung núng bị phõn huỷ tạo ra ụxy tự do VD:
2KClO3 = 2KCl + 3O2 + Q 2KNO3 = K2O + N2 +
2 5
O2 + Q
Dự quỏ trỡnh chỏy xảy ra trong pha rắn, lỏng, khớ thỡ tỷ lệ pha trộn giữa chất chỏy và chất ụxy hoỏ đều cú ý nghĩa rất quan trọng vỡ rằng hỗn hợp quỏ giàu, hoặc quỏ nghốo chất chỏy đều khụng thể chỏy được.
Mồi bắt chỏy cú rất nhiều dạng như ngọn lửa trần, tia lửa điện, hồ quang điện, tia lửa sinh ra do mỏy ma sỏt va đập, chập điện…
Khụng phải mồi chỏy nào cũng gõy ra sự chỏy mà mồi chỏy phải cung cấp đủ nhiệt lượng cho phản ứng chỏy bắt đầu và lan rộng. Do đú mồi chỏy phải phải cú dự trữ năng lượng tối thiếu.
b. Đặc điểm chỏy của cỏc chất rắn, lỏng, khớ. *) Chỏy, nổ của hỗn hợp hơi khớ với khụng khớ.
Cỏc hỗn hợp hơi khớ với khụng khớ cú thể được tạo ra do nhiều nguyờn nhõn khỏc nhau trong sản xuất hay sử dụng cỏc chất chỏy dạng khớ. Trong điều kiện nhất định hỗn hợp này cú thể gõy chỏy hoặc nổ. Vỡ đều ở trạng thỏi khớ nờn sự trộn lẫn giữa chỳng là điều kiện lý tưởng cho chỏy, nổ. Sự chỏy đú bắt đầu từ một điểm rồi lan truyền ra xung quanh. Nhiệt truyền do phản ứng chỏy sẽ lan ra xung quang bằng phương phỏp dẫn nhiệt khuyếch tỏn cỏc lớp khớ chưa chỏy và kớch thớch nú. Cứ như vậy quỏ trỡnh chỏy tiếp tục cho đến khi kết thỳc.
Để trỏnh tạo ra hỗn hợp chỏy, nổ thỡ quan trọng là tỡm ra chỗ nào tạo ra hỗn hợp đú, cũ để phỏt hiện và xỏc định nồng độ hơi, khớ người ta dựng cỏc phương phỏp phõn tớch khớ thụng thường, phõn tớch khớ tự động hoặc mỏy bỏo chỏy tự động
*) Chỏy nổ của chất lỏng trong khụng khớ.
Tất cả chất lỏng đều cú khả năng bay hơi và độ bay hơi phụ thuộc vào nhiệt độ sụi của chỳng, sự chỏy bao giờ cũng xẩy ra trong pha hơi và trờn bề mặt thoỏng của chất lỏng khi đú quỏ trỡnh chỏy giống như quỏ trỡnh chỏy của hơi, khớ
*) Chỏy của chất rắn trong khụng khớ.
- Chất rắn ở dạng cục, thỏi, tấm khi chỏy cú 2 loại là chỏy khụng cú ngọn lửa như than cốc, than gỗ, kim loại kiềm, kiềm thổ. Loại chỏy cú ngọn lửa như gỗ, than bựn, than nấu…
- Đỏm chỏy cú màu sắc và mựi khỏc nhau.
- Đỏm chỏy cú màu sỏng là đặc trưng của cỏc vật liệu hữu cơ cú hàm lượng cỏcbon lớn hơn 60% và cỏc vật liệu vụ cơ ( kim loại ) khi chỏy tạo ra sản phẩm rắn màu trắng. Cũn đỏm chỏy cú màu khụng sỏng là đặc trưng của vật liệu hữu cơ cú hàm lượng ụxy lớn hơn 50% hoặc cỏc chất hữu cơ khi chỏy tạo ra thể khớ là cỏc chất khớ chỏy được.
4.2. Nguyờn nhõn cỏc đỏm chỏy và biện phỏp phũng ngừa.
4.2.1.Cỏc nguyờn nhõn gõy đỏm chỏy.
Như ta đó biết một đỏm chỏy xuất hiện cần cú ba yếu tố: chất chỏy, chất ụxy hoỏ với tỷ lệ xỏc định và mồi bắt chỏy.
Mồi bắt chỏy trong thực tế rất phong phỳ.
- Sột là hiện tượng phúng điện mà điện ỏp của chỳng cú thể đạt hàng triệu vụn, nhiệt độ do sột đỏnh rất cao lờn hàng nghỡn độ vượt quỏ xa nhiệt độ tự bắt chỏy của cỏc chất chỏy được.
- Hiện tượng tĩnh điện: do lực ma sỏt giữa cỏc vật thể, hiện tượng này thường gặp khi bơm rút (thỏo, nạp) cỏc chất lỏng nhất là cỏc chất lỏng cú cực như xăng,
dầu…Khi điện ỏp giữa cỏc lớp điện tớch đạt tới một giỏ trị nhất định sẽ phỏt sinh tia lửa điện và gõy chỏy
- Do chập điện khi, hồ quang điện, tia lửa điện là mồi bắt chỏy khỏ phổ biến trong mừi lĩnh vực sử dụng điện.
- Trong cụng ngiệp hay dựng cỏc thiết bị cú nhiệt độ cao, như lũ đốt, lũ nung… cỏc thiết bị này hay sử dụng cỏc nguyờn liệu chất chỏy than, sản phẩm dầu mỏ do đú nếu thiết bị hở mà hụng phỏt hiện kịp thời cũng là nguyờn nhõn chỏy nổ.
- Cỏc đường ống dẫn khớ chỏy, chất lỏng dễ bay hơi và dễ chỏy nếu bị hở cũng là nguyờn nhõn gõy chỏy.
- Cỏc bể chứa xăng, dầu, chất lỏng dễ chỏy do bị ăn mũn và thủng, khớ thoỏt ra ngoài tạo hỗn hợp chỏy, khi thỏo ra để sửa chữa mặc dự đó thỏo hết chất lỏng ra ngoài nhưng trong vẫn cũn hỗn hợp khớ gõy ra chỏy, nổ.
- Khi sử dụng than bụi trong sản xuất và dựng khụng khớ vận chuyển bụi vào lũ như nhiệt điện, xi măng… thỡ nồng độ bụi trong hỗn hợp khụng khớ + bụi, nhiệt độ và độ ẩm của bụi, tốc độ vận chuyển của bụi trong đường ống khụng hợp lý cũng gõy nổ bụi.
- Chỏy nổ xẩy ra cũn do độ bền thiết bị khụng đảm bảo mà tăng ỏp suất đột ngột ngoài ý muốn vỡ một lý do nào đú.
- Trong sản xuất nếu nếu nhiệt độ gia nhiệt của một chất chỏy nào đú lớn hơn nhiệt độ bựng chỏy cũng gõy chỏy nổ. Một số chất khi tiếp xỳc với nước như cacbua canxi ( CaC2) gõy chỏy nổ. Nhiều chất khi tiếp xỳc với ngọn lửa trần hoặc tàn lửa dễ gõy chỏy, nổ như thuốc nổ, KClO3.. Ngọn lửa trần và tàn lửa đỏ là mồi bắt chỏy nguy hiẻm. Khi đun sụi dầu cú chứa một trong cỏc thiết bị hở làm bắn dầu ra cỏc vựng xung quanh cú thể gõy chỏy.
- Chỏy nổ xẩy ra do người sản xuất thao tỏc khụng đỳng quy trỡnh.
- Chỏy nổ xuất phỏt từ sự khụng quan tõm đầy đủ trong thiết kế aụng nghệ, thiết bị cũng như thanh tra, kiểm tra của người quản lý
4.2.2.Cỏc biện phỏp phũng chỏy.
a. Biện phỏp kỹ thuật cụng nghệ.
Đõy là biện phỏp thể hiện trong việc lựa chọn sơ đồ cụng nghệ và thiết bị, chọn vật liệu kết cấu, vật liệu xõy dựng, cỏc hệ thống thụng tin liờn lạc, hệ thống bỏo hiệu và chữa chỏy. Giải phỏp cụng nghệ đỳng luụn phải quan tõm cỏc vấn đề về cấp cứu người và tài sản nhanh chúng khi đỏm chỏy xảy ra. Cần bố trớ cỏc phương tiện phũng chống chỏy như van một chiều, van chống nổ, van thuỷ lực, cỏc bộ phận chặn lửa hoặc tường ngăn cỏch bằng vật liệu khụng chỏy.
b. Biện phỏp tổ chức.
- Tuyờn truyền, giỏo dục để mừi người hiểu và tự nguyện tham gia vào việc phũng chỏy chữa chỏy thường xuyờn cú hiệu quả
- Tập huấn và thực hiện nghiờm cỏc quy trỡnh, nội quy phũng chỏy chữa trong sản xuất.
- Thực hiện đầy đủ nghĩa vụ của cụng dõn trong cụng tỏc phũng chỏy chữa chỏy, đề ra cỏc quy định, quy phạm phũng chữa chỏy.
- Trang bị đầy đủ cỏc phương tiện và dụng cụ cần thiết cho phũng chữa chỏy, quan tõm, kiểm tra, huấn luyện thường xuyờn vừa mang tớnh quần chỳng, tớnh khoa học, tớnh phỏp luật và tớnh chiến đấu.
4.3. Nguyờn lý chữa chỏy và phương tiện chữa chỏy.
4.3.1.Nguyờn lý chữa chỏy.
Đú là hạ thấp tốc độ chỏy của vật liệu đang chỏy tới mức tối thiểu và phõn tỏn nhanh nhiệt lượng của đỏm chỏy ra ngoài.
Để thực hiện nguyờn lý này trong thực tế cú thể sử dụng cỏc giải phỏp kỏc nhau vớ dụ:
- Hạn chế tối thiểu chất chỏy hay chất ụxy hoỏ về phương diện kỹ thuật, vấn đề này liờn quan đến kớch thước và ỏp suất của cỏc thiết bị phản ứng hoặc bể chứa khớ, bể chứa sản phẩm lỏng dễ bay hơi như xăng dầu, cồn, ờt..Với cỏc chất đốt dạng rắn như than, cỏc chất nổ cụng nghiệp và quốc phũng, cỏc chất ụxy hoỏ mạnh như KClO3 dễ bộn lửa thỡ kớch thước của cỏc kho chứa, thựng chứa cũng rất được cần quan tõm. Kớch thước của chỳng đối với từng loại vật liệu được quy định chặt chẽ theo tiờu chuẩn quốc gia.
- Ngăn cỏch sự tiếp xỳc của chất chỏy với chất ụxy hoỏ khi chỳng chưa tham gia vào quỏ trỡnh sản xuất. Cỏc kho chứa chỳng riờng biệt và khoảng cỏch xa quy định. Kho chứa đặt cỏch xa cỏc khu vực cú khả năng phỏt nhiệt lớn như lũ nung, lũ đốt hoặc cỏc khu vực sản xuất cú nhiệt độ cao.
- Cỏc thiết bị khi khởi động cú thể sinh tia lửa điện như bơm, quạt, mỏy nộn, động cơ diện, cầu dao điện…phải đặt khu vực cỏch ly với khu vực sản xuất.
- Tất cả cỏc thiết bị cú khả năng sinh tĩnh điện phải được nối đất.
- Một đỏm chỏy đang diễn ra, muốn dập tắt nú, theo nguyờn lý núi trờn, cũng cú thể bằng cỏc biện phỏp núi trờn như: làm loóng nồng độ chất chỏy và chất ụxy hoỏ như đua cỏc khớ khụng tham gia phản ứng vào vựng chỏy như CO2, N2…đưa vào vựng chỏy một số chất hóm phản ứng chỏy như BrCH3, CCl4 …, ngăn cản sự tiếp xỳc của chất chỏy với ụxy bằng cỏch sử dụng bọt, cỏt, chăn phủ, làm lạnh
vựng chỏy đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bốc chỏy của vật liệu. Trong thực tế để chống chỏy cú hiệu quả cao người ta thường dựng phương phỏp tổng hợp, vớ dụ khi dựng một chất chất chữa chỏy nào đú thỡ nú vừa cú tỏc dụng làm lạnh, vừa cú tỏc dụng cỏch ly khụng khớ…
4.3.2.Chất chữa chỏy.
a. Yờu cầu.
Cỏc chất chữa chỏy là cỏc chất đưa vào đỏm chỏy nhằm dạp tắt nú. Cú nhiều loại như rắn, lỏng, khớ. Mỗi chất cú tớnh chất và phạm vi ứng dụng riờng, song cần cú cỏc yờu cầu cơ bản sau đõy:
- Cú hiệu quả chữa chỏy cao, nghĩa là tiờu hao chất chữa chỏy trờn một đơn vị diện tớch chỏy trong một đơn vị thời gian là nhỏ nhất.
- Dễ kiếm và rẻ
- Khụng làm hư hỏng thiết bị cứu chữa và cứu chữa được. b. Cỏc chất chữa chỏy thường dựng.
1) Nước: Nước cú ẩn nhiệt hoỏ hơi lớn làm giảm nhanh nhiệt độ bốc hơi. Lượng nước phun vào đỏm chỏy phụ thuộc vào cường độ và diện tớch đỏm chỏy. Để giảm thời gian phun nước người ta thờm một vàI hợp chất hoạt động để giảm sức căng bề mặt của vật liệu ( bụng, len…), khi đú nước thấm nhanh vào vật liệu. Khụng dựng nước để chữa chỏy cỏc kim loại hoạt động như K, Na, Ca hoặc đất đốn và cỏc đỏm chỏy cú nhiệt độ cao hơn 1700˚C.
2) Bụi nước: Phun nước dưới dạng bụi làm tăng đỏng kể bề mặt tiếp xỳc của nú với đỏm chỏy. Sự bay hơi nhanh cỏc hạt nước làn nhiệt độ đỏm chỏy giảm nhanh và pha loóng nụng độ chất chỏy, hạn chế sự thõm nhập ụxy vào vựng chỏy. Bụi